空冷质子交换膜燃料电池(PEMFC)近年来被用于轻型牵引车辆。从适合的功率水平来看,当前的轻型牵引车辆可以分为以下四类(见图1):质子交换膜燃料电池驱动的自行车(小于400W)、高尔夫球车(小于2kW)、踏板车(小于4kW)、物料搬运卡车(几kW到几十kW)。本文着重介绍轻型牵引车中重要的氢能两轮车部分。


图1:由小型质子交换膜燃料电池(PEMFCs)驱动的轻型牵引车辆

在全球能源转型与“双碳”目标推动下,氢能技术正逐步成为绿色交通的核心驱动力。作为轻型牵引车辆的重要分支,氢能两轮车凭借其独特优势,正在改写传统电动自行车的市场格局。

技术优势:

氢能两轮车的核心技术在于空冷质子交换膜燃料电池(PEMFC),1. 其能量转化效率可达60%以上,远超内燃机。2. 相较于锂电池车型,氢能两轮车补能时间仅需3分钟,续航里程突破150公里(如法国ALPHA车型),解决用户“充电焦虑”。3. 氢燃料电池在-20℃低温环境下仍能保持稳定输出,填补了传统电动车冬季续航“腰斩”的短板。4. 从全生命周期成本看,随着储氢材料与燃料电池系统的规模化量产,氢能车型的购置与使用成本有望在3-5年内低于锂电池车型,经济性优势将进一步凸显。5. 氢气逃逸速度较快,若使用固态储氢,即使在极端情况下导致泄漏,也不会产生任何危害,提供用户更高的安全性。
规模化落地:
国际市场上,法国Pragma Industries于2017年推出的αlpha能自行车率先实现商业化,αlpha在2019年进行了升级,单次加氢后的行驶距离可达150公里,成为欧洲绿色出行的标杆产品。

Alpha氢能源自行车的储氢罐和动力系统
而中国企业的布局更具爆发力:2023年,台铃与协氢新能源联合发布风冷氢能共享两轮车;

台铃集团、 协氢新能源联合在广州世界氢能和燃料电池产业博览会上发布了一款风冷氢能共享两轮车
攀业氢能在佛山落地“百台级”氢交通示范项目,并打造全球首个氢能文旅示范岛;2024年,鹏飞集团联手氢航科技共同布局氢进万家战略,在山西孝义一次性投放3000辆氢能共享单车;

鹏飞集团联手氢航科技共同布局氢进万家战略
至2025年初,协氢新能源与枣庄市签约5万辆氢电共享车,标志着行业正式迈入万辆级规模化运营阶段。

协氢新能源两轮车
政策与标准的完善也为行业注入强心剂。2023年10月,江苏省出台国内首个氢能助力自行车地方标准《氢能助力自行车通用技术要求》,从安全性、续航、储氢等多个维度规范产品设计,推动行业从“野蛮生长”走向高质量发展。

政策与企业双轮驱动:

政府层面的支持力度持续加码。佛山市南海区在《氢能产业高质量发展强支撑工作方案(2025-2030年)》中明确,到2030年累计投放氢能两轮车不低于4万辆;国家工信部则将两轮车用固态储氢材料与燃料电池系统纳入2025年未来产业创新任务,通过“揭榜挂帅”机制加速核心技术攻关。企业端的竞争格局日益清晰:台铃、捷氢科技等传统车企通过技术合作抢占共享出行市场;氢航科技与雅迪联合开发长续航车型,瞄准C端消费需求;轻绿科技、暗流科技等新锐企业则聚焦物流配送与景区租赁等细分场景。资本层面,2024年行业投融资活跃度显著提升,产业链上下游的协同效应逐步显现。

市场潜力与挑战:

全球两轮车年销量接近2.5亿辆,市场规模超5000亿元,而中国作为全球最大生产国,年产量占1/4以上。新国标引发的换购潮、共享经济的复苏以及短途物流的爆发式增长,为氢能两轮车提供了广阔的增量空间。行业预测,若氢能车型实现规模化量产,其市场份额有望在2030年突破10%,成为两轮车市场的“第二增长曲线”。

然而,挑战亦不容忽视。基础设施方面,全国加氢站数量不足200座,且分布高度集中,制约终端普及;成本端,储氢瓶价格目前是锂电池的3倍以上,降本依赖材料创新与工艺优化;公众认知层面,氢能安全性的误解仍需通过科普教育与企业透明度建设逐步消除。

未来展望:

氢能两轮车的终极目标并非取代电动车,而是为城市交通提供多元化的零碳解决方案。短期内,共享出行、景区租赁、外卖物流等B端场景将成为商业化突破口;长期来看,随着加氢网络完善与家用储氢技术成熟,C端市场有望迎来爆发。

对于行业参与者而言,未来的竞争将聚焦三大核心能力:一是核心技术自主化,对催化剂、质子膜、气体扩散层等关键材料需要国产化,深入开发空冷专用的材料;二是生态协同能力,整合氢气制、储、运、用全链条资源;三是商业模式创新,探索“车瓶分离(买车不买“瓶”,进一步降低成本)”“氢能订阅(用户按需订阅氢气服务,包括供氢、加注、储运等全链条支持)”等新服务形态。


参考资料:

 1. Application progress of small-scale proton exchange membrane fuel cell,Energy Reviews 2 (2023) 100017
2. 我国燃料电池电动自行车技术发展趋势研究
3. Hydrogen-Powered Bicycle for Sustainable Mobility

点赞(0) 打赏

评论列表 共有 0 条评论

暂无评论

微信公众账号

微信扫一扫加关注

发表
评论
返回
顶部